Laboratorio di Progettazione 3M B
Fisica Tecnica
Calcolo del Fattore medio di luce diurna
Università degli Studi di Roma Tre
Facoltà d Architettura
A.A. 2011- 2012
Il fattore di luce diurna
• Il Fattore di luce diurna è un parametro atto a
caratterizzare, dal punto di vista illuminotecnico, nel
caso di sorgente di luce naturale, l’ambiente oggetto
di studio.
• Nella valutazione delle condizioni di illuminazione
naturale interna si considera l’assenza di radiazione
solare, caratterizzata da una forte direzionalità in
funzione della posizione del sole.
Il fattore di luce diurna
E’ il rapporto tra l'illuminamento E in un punto posto su
una superficie all’interno dell’ambiente l'illuminamento
E che si ha, nelle identiche condizioni di tempo e di
luogo, su una superficie orizzontale esterna esposta in
modo da ricevere luce dall'intera volta celeste (valutati
entrambi in condizioni di cielo coperto, in assenza di
irraggiamento diretto del sole).
i
e
• E’ pertanto una grandezza che consente di valutare le
condizioni di luce all’interno dell’ambiente non in termini
assoluti, ma in relazione alle condizioni di illuminazione
presenti all’esterno (criterio relativo).
ILLUMINAMENTO
illuminamento
L'illuminamento in un punto di una
superficie è definito come il rapporto tra il
flusso luminoso incidente sulla superficie
elementare nell’intorno del punto
considerato, e la superficie elementare
stessa.
dΦ
E=
dS
Si misura in Lux
[lm/mq]
lux =
lumen
mq
All’aumentare
della distanza
dalla sorgente,
aumenta la
superficie
illuminata e
diminuisce
l’illuminamento
sulla superficie.
ISO 8895
UNI EN 12464
Ei
η=
Ee
0 <η <1
i
e
Posto il cielo coperto come condizione ottimale di valutazione, il rapporto tra illuminamento interno ed
esterno non deve avere caratteristiche di variabilità legate all’ora del giorno, al periodo dell’anno,
all’orientamento del locale: il fattore di luce diurna [FLD] è una grandezza sintetica e adimensionale,
espressa in percentuale, definita come il rapporto fra l’illuminamento misurato in un punto specifico
dell’ambiente interno e l’illuminamento misurato all’esterno su una superficie orizzontale che vede l’intera
volta celeste senza ostruzioni in condizioni di cielo coperto.
La misura in opera del fattore di luce diurna andrebbe eseguita con due luxmetri
(strumenti per la misura dell’illuminamento) per misurare contemporaneamente
l’illuminamento all’interno e all’esterno.
La misura dell’illuminamento all’esterno va fatta su un piano orizzontale, che non
riceva radiazione solare diretta, ma che sia libera da ostacoli in modo da “vedere“ la
totalità della volta celeste (no in cortili, cavedi, balconi, sotto aggetti, ecc.
All’interno la misura va fatta a finestre chiuse, senza schermature. Per ottenere un
valore medio del fattore di luce diurna, vanno fatte varie misure, in punti distribuiti
uniformemente nell’ambiente, a distanza di almeno 1 m dalle finestre e a circa 50
cm dalle pareti.
Inserire schemi disposizione punti misura
Il Fattore di Luce diurna dipende da tre componenti
1.
2.
3.
Componente cielo, SC (Sky Component).
Quantità di luce che dal cielo, considerato a luminanza costanate, arriva
direttamente nel punto considerato, attraverso l’apertura della finestra.
Componente di riflessione esterna, ERC (Externally Reflected
Component)
Quantità di luce che arriva dopo aver subito riflessioni causate da
superfici esterne (alberi, edifici vicini, ecc.)
Componente di riflessione interna, IRC (Internally reflected component)
Quantità di luce che arriva dopo aver subito riflessioni dovute alle superfici
interne (pavimento, pareti, soffitto).
Per semplificare la valutazione può essere utilizzato il Fattore medio di luce diurna, che
tiene conto delle tre componenti insieme.
Tale parametro è attualmente riconosciuto dalla normativa italiana in ambito di edilizia
residenziale, scolastica ed ospedaliera (Decreto Min. Sanità 5/7/75, Decreto Min.
18/12/75, Circ. Min. Lavori Pubblici n.13011,22/11/74).
Il Fattore medio di luce diurna FLDm è pari al rapporto tra l’illuminamento medio
nell’ambiente e quello esterno (nelle identiche condizioni di tempo e di luogo, su una
superficie orizzontale esterna esposta in modo da ricevere luce dall'intera volta celeste,
in condizioni di cieli coperto).
Ha un avlore compreso tra 0 e 1, solitamente espresso in %.
Valori di riferimento:
Il calcolo del fattore medio di luce diurna ηm (FLDm)
L’illuminamento all’esterno della finestra dipende da come la finestra
“vede” il cielo: se è un lucernario orizzontale ed è libero da ostacoli
vede l’intera volta celeste, se verticale e libera da ostacoli ne vede la
metà, se ci sono ostacoli meno della metà.
Di questo si tiene conto attraverso il fattore finestra, ε (ε=1 per finestre
orizzontali, ε=0,5 per finestre verticali, ε<0,5 per finestre verticali con
ostacoli).
Il flusso luminoso che “entra” in ambiente dipende dall’illuminamento
all’esterno della finestra, dalla superficie della finestra Af e dalla
trasparenza del vetro τ.
Il valore medio all’interno, dipende da come il flusso entrante può
diffondersi, e da come viene assorbito e rinviato dalle pareti, e quindi
dalle proprietà di assorbimento a (o riflessione ρ) delle pareti e dalla loro
estensione S.
Inoltre, si tiene conto della profondità della finestra attraverso il fattore ψ
(v. grafico).
Il calcolo del fattore medio di luce diurna ηm (FLDm)
Per un ambiente con una finestra, il fattore medio di luce
diurna vale:
τ A
ηm =
εψ
(1 − ρ m ) Stot
A =area della finestra
τ =fattore di trasmissione del vetro della finestra
ε =fattore finestra della finestra
ψ =fattore di riduzione del fattore finestra della finestra
Stot= superficie totale delle pareti dell’ambiente (compresi soffitto e
pavimento)
ρm =fattore di riflessione medio ponderato delle superfici
dell’ambiente.
Se le superfici dell’ambiente con finitura/colore diverso
sono k, il fattore di riflessione medio ponderato risulta:
∑ρ S
k
ρm =
Stot =
∑S
k
k
k
Stot
k
Per un ambiente con n finestre,il fattore di luce diurna vale:
n
∑ τ Aε Ψ
i i
ηm =
i i
i
0
(1 − ρ m ) S
Per un ambiente con n finestre, si somma il contributo di tutte le
finestre, e si divide per il prodotto (1-ρm)S.
Fattore finestra
ε
Fattore di riduzione del fattore finestra:
Calcolati i rapporti h/p e La/p,
si riporta sull’asse delle
ascisse il valore h/p calcolato
e si trova, in corrispondenza
di esso, il punto sulla curva
La/p : tracciando una retta
orizzontale per il punto così
trovato, si individua sull’asse
delle
ordinate
il
corrispondente valore di ψ.
ψ
Ambienti illuminati unilateralmente
Se l’ambiente è illuminato unilateralmente, è bene che sia
verificato che
L L
2
+ <
W H 1 − ρm
L = profondità della stanza;
W = larghezza della stanza;
H = altezza dal pavimento del bordo superiore della finestra;
ρm = coefficiente medio
ponderatodi rinvio delle superfici interne nella metà dell’ambiente più
distante dalla finestra (in arancio in figura).